Question

在一定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO+H₂O（g）?CO ₂+H₂．其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：

T（℃）	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：
（1）该反应的逆反应为

 

（填吸或放）热反应．
（2）判断该反应到达平衡的依据是

 

（填字母代号）
A、容器内压强不变          B、混合气体中c（CO）不变
C、v _正（H₂）=v_逆（H₂O）   D、c（CO）═c（CO₂）
E、K值不变                F、c（CO）/c（H₂O）不变
（3）在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在T₁℃时发生反应．
①CO和H₂O的浓度变化如图所示，则在0～4min时正反应的平均反应速率为v（CO）=

 

．

②此反应的温度

 

（填大于、小于或等于）830℃．
③图中6min～7min之间浓度发生变化的原因可能是：

 

．
A、只充入水蒸气   B、只降低温度  C、只使用催化剂  D、只充入惰性气体 E、增大压强   F、只充入CO₂
（4）830℃时，起始浓度c（CO）=a mol/L，c（H₂O）=b mol/L，平衡时c（H₂）=c mol/L．
则：①a、b、c 之间的关系是

 

．②当a=b时，a=

 

c．

Answer 1

考点：化学平衡状态的判断,物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（1）分析图表平衡常数随温度变化，结合化学平衡移动原理分析判断反应的能量变化；
（2）化学反应达到平衡的标志实质是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变分析个选项减小判断；
（3）①依据化学反应速率概念是单位时间内物质浓度的变化计算得到；
②反应的温度利用计算平衡常数进行分析判断．依据化学平衡三段式列式得到平衡浓度，结合平衡常数计算；
③图中6min～7min之间浓度发生变化水蒸气和一氧化碳浓度增大，说明平衡逆向进行，依据平衡移动原理分析选项；
（4）①依据化学平衡三段式列式，计算平衡浓度结合平衡常数计算得到；
②a=b代入关系式进行计算．

解答： 解：（1）图表数据分析，随温度升高，平衡常数增大，正反应为吸热反应，逆反应为放热反应，故答案为：放；
（2）CO+H₂O（g）?CO ₂+H₂，反应是气体体积不变的吸热反应；
A、密闭容器中质量守恒，气体体积不变，物质的量不变，则反应过程中和达到平衡状态压强不变，容器内压强不变能说明反应达到平衡，故A错误；
B、混合气体中c（CO）不变说明反应达到平衡，故B正确；
C、反应速率之比等于化学方程式中的系数之比，表示的是正反应速率之比，v _正（H₂）=v_逆（H₂O），说明水的正反应速率等于逆反应速率，说明反应达到平衡，故C正确；
D、反应和起始量和转化率有关，c（CO）═c（CO₂），浓度相同不能说明反应达到平衡，故D错误；
E、平衡常数随温度变化，不随浓度压强变化，K值不变，可以可以发生平衡移动，不能说明反应达到平衡，故E错误；
F、c（CO）/c（H₂O）不变和起始量，消耗量有关，反应过程中也可以不变，不能说明反应达到平衡，故F错误；
故答案为：B、C；
（3）①图象分析可知0-4min内，CO消耗浓度=0.20mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L，反应速率=

0.12mol/L

4min

=0.03mol/L?min，故答案为：0.03 mol/L?min；
②CO+H₂O（g）?CO₂+H₂
起始量（mol/L）  0.20   0.30     0    0
变化量（mol/L）  0.12   0.12   0.12  0.12
平衡量（mol/L）   0.08  0.18   0.12   0.12
平衡常数K=

0.12×0.12

0.08×0.18

=1，依据图表可知平衡常数K=1为830℃，
故答案为：等于；
③图中6min～7min之间浓度发生变化是水蒸气和一氧化碳浓度增；
A、只充入水蒸气，一氧化碳浓度会减小，故A不符合；
B、反应是吸热反应，降温平衡逆向进行；水蒸气和二氧化碳浓度增大，故B符合；
 C、只使用催化剂不改变化学平衡，物质浓度不变，故C不符合；
D、只充入惰性气体，恒温恒容容器，总压增大，分压不变，平衡不动，物质浓度不变，故D不符合；
E、反应是气体体积不变的反应，增大压强平衡不变，浓度不变，故F不符合；
F、平衡体系中只充入二氧化碳气体，平衡逆向进行，水蒸气和一氧化碳浓度增大，故F符合；
故答案为：BF；
（4）830℃时，起始浓度c（CO）=a mol/L，c（H₂O）=b mol/L，平衡时c（H₂）=c mol/L．
                CO+H₂O（g）?CO ₂+H₂
起始量（mol/L） a    b        0   0
变化量（mol/L） c     c       c    c
平衡量（mol/L） a-c  b-c      c      c
①依据平衡浓度和平衡常数计算得到

c2

(a-c)×(b-c)

=1，得到c²=（a-c）（b-c），
故答案为：c²=（a-c）（b-c）；
②当a=b，代入c²=（a-c）（b-c），
得到a=2c，
故答案为：2．

点评：本题考查了化学平衡的计算应用，平衡标志、影响平衡因素的分析判断，平衡常数计算和分析理解是解题关键，题目难度中等．